Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Razlozi popularnosti alternativnih izvora energije su sasvim razumljivi: postoji mogućnost uštede na gorivu i ostvarenja snova ekoloških sustava za održavanje života. Vješto koristeći energiju sunca, vjetra i vode, možete pretvoriti običnu seosku kuću u modernu eko-kuću.

Mi ćemo vam reći kako opremiti solarno grijanje u privatnoj kući i analizirati s vama koliko je to isplativo. Kako bismo temeljito isticali pitanja korištenja energije dnevne svjetlosti, detaljno smo opisali sve popularne opcije koje su primile praktičnu primjenu i pozitivne povratne informacije od korisnika.

Uzimajući u obzir naše preporuke, možete izgraditi učinkovit heliosistem za ljetnu kućicu ili seosku kuću. Kako bismo olakšali percepciju teškog materijala, dopunili smo podatke ilustrativnim dijagramima, ilustracijama i video tutorijalima.

Načini solarne energije

Metode korištenja energije nebeskog tijela ne pripadaju inovativnim tehnologijama, sunčeva toplina se koristi već dugo i vrlo uspješno. Međutim, to se uglavnom odnosi na Australiju, neke zemlje u Europi, Americi i južnim regijama, gdje se alternativna energija može dobiti tijekom cijele godine.

Neka sjeverna područja nedostaju prirodnim zračenjem, pa se koriste kao dodatna ili rezervna opcija.

Solarni paneli su jedan od načina za dobivanje gotovo slobodne energije koju emitira nebesko tijelo Uređaji autonomne solarne elektrane korisni su u regijama s velikim brojem sunčanih dana, što nije povezano s prosječnom godišnjom temperaturom. Autonomni solarni sustav uglavnom se nalazi na krovovima zgrada niske gradnje i na područjima bez drveća. U razdoblju mraza, solarni sustavi opskrbljuju energijom za zagrijavanje zraka, pare ili vode, a ljeti osiguravaju zagrijanu vodu Solarne elektrane su zelene, ekološki prihvatljive i sposobne su kontinuirano obnavljati vrste proizvodnje energije. Do sada je učinkovitost solarnih elektrana previše ovisna o broju sunčanih dana. To je profitabilno samo u južnim geografskim širinama. U srednjoj stazi i na sjeveru mogu služiti samo kao rezervni izvor Solarni paneli na jugu zemalja ZND-a moći će osigurati seosku kuću sa strujom, toplom vodom i rashladnim sredstvom za krugove grijanja Solarni sustavi, čak i korišteni kao rezervni izvor energije, donose prilično visok ekonomski učinak, smanjujući opterećenje glavnih opcija za proizvodnju energije.

Posrednici između sunčevih zraka i mehanizma koji stvaraju energiju su solarne ćelije ili kolektori koji se razlikuju po svrsi i dizajnu.

Baterije akumuliraju solarnu energiju i dopuštaju da se koristi za napajanje kućanskih električnih uređaja. To su paneli s fotoćelijama s jedne strane i mehanizam za zaključavanje s druge strane. Možete eksperimentirati i sami sastaviti bateriju, ali lakše je kupiti gotove elemente - izbor je prilično širok.

Solarni sustavi (solarni kolektori) dio su sustava grijanja kod kuće. Veliki toplinski izolirani vodovi za prijenos topline, poput baterija, montirani su na podignute štitove okrenuti prema suncu ili na krovnim padinama.

Pretpostaviti da apsolutno sve sjeverne regije dobivaju mnogo manje prirodne topline od južnih, pogrešno. Pretpostavimo da ima mnogo više sunčanih dana u Chukotki ili u središnjoj Kanadi nego na jugu Velike Britanije

Da bi se povećala učinkovitost, paneli se postavljaju na dinamičke mehanizme koji podsjećaju na sustav za praćenje - oni se okreću nakon kretanja sunca. Proces pretvorbe energije odvija se u cijevima unutar kutija.

Glavna razlika solarnih sustava od solarnih ploča je u tome što se prva toplina rashladnog sredstva, a druga akumulira električne energije. Prostor je moguće grijati fotonaponskim ćelijama, ali su sklopovi uređaja iracionalni i prikladni samo za ona područja gdje ima najmanje 200 sunčanih dana u godini.

Dijagram sustava grijanja s solarnim kolektorom spojenim na kotao i rezervnim izvorom električne energije (npr. Plinski kotao) na tradicionalnom gorivu (+)

Za i protiv alternativnog sustava grijanja

Prednosti solarnog sustava grijanja nisu toliko, ali svaka od njih je značajna i može biti razlog za privatne eksperimente:

  • Ekološke prednosti. To je sigurno za stanovnike kuće i okolne prirode, čist izvor topline koja ne zahtijeva korištenje tradicionalnih goriva.
  • Autonomija . Vlasnici sustava su potpuno neovisni o cijenama energije i ekonomskoj situaciji u zemlji.
  • Ekonomija. Dok se održava tradicionalni sustav grijanja, moguće je smanjiti troškove plaćanja tople vode.
  • Pristupačnost . Za instalaciju solarnih sustava nije potrebna dozvola državnih tijela.

No, postoje neugodni trenutci koji mogu pokvariti cjelokupnu sliku. Na primjer, za određivanje djelotvornosti sustava bit će potrebno dugo razdoblje od najmanje 3 godine (pod uvjetom da ima dovoljno sunčeve energije i da se aktivno koristi).

Instaliranje samo solarnih modula zahtijevat će velika ulaganja: najjeftinije silikonske ploče koštat će najmanje 2.200 rubalja. po komadu, i polikristalni šestobitni elementi prve kategorije - do 17000 po komadu. Izračunajte cijenu od 30 modula je vrlo jednostavna (+)

Korisnici imaju sljedeće nedostatke:

  • visoke cijene opreme potrebne za puštanje u rad sustava;
  • izravna ovisnost količine proizvedene topline o zemljopisnom položaju i vremenu;
  • obvezna dostupnost rezervnog izvora, npr. plinski kotao (u praksi je solarni sustav često rezerva).

Da biste postigli veći povrat, morate redovito pratiti zdravlje kolektora, čistiti ih od ostataka i štititi od mraza. Ako temperatura često padne ispod 0 ° C, morate se pobrinuti za dodatnu toplinsku izolaciju ne samo elemenata solarnog sustava, već i kuće u cjelini.

Solarni paneli kapaciteta 120 watta tijekom cijele godine osiguravaju energiju rasvjetnim vodovima i kućanskim kućama. Solarna elektrana male snage sastoji se izravno od solarne baterije, akumulatora i regulatora punjenja Potrošači energije solarne baterije u zemlji su energetski štedljive žarulje, električni alati, radio, TV Kada se koristi u solarnom krugu s kapacitetom od oko 650 W, opremu blok unutar kuće treba dopuniti s 1 kW inverter

Solarna energija za grijanje

Glavna svrha fotonaponskih ćelija koje akumuliraju energiju je osigurati električnu energiju kući. Kako bi ih se uključilo u shemu sustava grijanja i kako bi se postiglo optimalno funkcioniranje, potrebno je sklopiti sklop s spremnikom.

U njemu će se grijati voda, koja će, nakon što dostigne određenu temperaturu, napuniti cijevi i radijatore u sobama koje zahtijevaju grijanje (dnevni boravak, kupaonica).

Solarni sustav s dvostrukim spremnikom koji organizira grijanje i opskrbu toplom vodom u dva smjera: za radijatore grijanja i za točke raščlanjivanja (+)

Pokušajmo razaznati značajke dizajna solarnih ćelija i odrediti njihovu potencijalnu ulogu u sustavu grijanja.

Princip rada panela s fotonaponskim ćelijama

Postoje tri uobičajene vrste elemenata za solarne uređaje:

  • Monokristalni . To su tanke ploče najčišćeg silicija, izrezane iz kristala uzgojenog u umjetnim uvjetima. Najproduktivnija sorta s učinkovitošću od oko 17-18%. Optimalna temperatura rada je od 5 ºS do 25 ºS.
  • Polikristalni . Izrađena od vafla dobivenih postupnim hlađenjem silicijske taline. Njihove proizvodne tehnologije su manje radno intenzivne, ali je učinkovitost polikristalnih fotonaponskih ćelija znatno niža - ne više od 12%.
  • Amorfni. Oni su film. Izrađuje se metodom faze isparavanja, pri čemu se silicij u obliku tankog filma nanosi na polimerno fleksibilnu osnovu. Najjeftinija metoda proizvodnje kombinirana je s našom niskom produktivnošću, procijenjenom na 7%.

Za ugradnju autonomnih sustava grijanja u sjevernim regijama, najpogodnija opcija smatraju se fotonaponske ćelije sastavljene od monokristalnih ćelija. Međutim, baterije s amorfnim modulima se lakše instaliraju, praktički bez baze i mnogo jeftinije.

Monokristalni modul sastoji se od serijski spojenih elemenata, kombiniranih u module. Nekoliko modula tvori solarni panel. Tamna površina fotonaponskih solarnih sustava optimizira apsorpciju sunčeve svjetlosti

Zadatak vanjskih elemenata je apsorbirati i transformirati sunčeve zrake. Oslobođena energija teče dalje i koncentrirana je u akumulatoru. Mali element daje oko 100-250 W, a montažna ploča od 25-30 m² osigurava struju za malu kuću. Za ugradnju sustava grijanja potrebna je energija 2-3 puta više.

Pretvarač djeluje kao pretvarač istosmjerne struje iz solarne "proizvodnje" u električnu energiju, budući da je za rad kućanskih aparata i svjetiljki potrebna izmjenična struja.

Ako govorimo konkretno o sustavu grijanja, električni kotao za grijanje vode također radi na izmjeničnu struju. Kako bi noću osigurali svjetlost za dom, bit će potrebne baterije kako bi se održala dnevna opskrba.

Inverterski moduli se instaliraju na prikladno mjesto za održavanje, iako ne zahtijeva stalnu kontrolu i radi u automatskom načinu rada (+)

Učinkovitost fotoćelija

Najlakši način za kupnju solarnih kolektora i primjenu jednog od jednostavnih, dokazanih tijekom godina. Međutim, okolnosti ponekad diktiraju njihove uvjete. Pretpostavimo da imate izvrstan radni sustav sa solarnim generatorom, ali za sada služi za opskrbu električnom energijom i osiguravanje tople vode u kući.

Jasno je da je kupovina nove opreme neprofitabilna, tako da je lakše povećati snagu kupnjom određene količine fotonaponskih ćelija. Proračun opcija - silikonske ploče s kapacitetom do 23-25%.

Potrebno je priključiti uređaj za grijanje koji radi na električnoj energiji na izvor struje. Univerzalna izvedba - bojler, opremljen distribucijskim ožičenjem.

Polimerni filmski elementi na ruskom tržištu mnogo su rjeđi od silicij-mono- i polikristalnih analoga. Pogodni su za ugradnju, ali imaju nisku učinkovitost - samo 6%

Ako je opskrba električnom energijom pravilno organizirana, to bi trebalo biti dovoljno i za opskrbu toplom vodom i za grijanje. Postoje primjeri kada je kuća u potpunosti opremljena toplinom - može se prepoznati na krovu, gotovo potpuno prekrivena pločama.

Ponekad to zahtijeva izgradnju posebnih odvojenih objekata, ako područje krova nije dovoljno. Ispada da je za povećanje snage potrebno dodatno slobodno područje.

Čak i najpažljiviji izračuni neće vam pomoći odrediti točnu količinu potencijalne energije i brzo stvoriti učinkovit, moderan sustav. Činjenica je da u praksi postoje prepreke, čiji je izgled teško predvidjeti.

Evo nekoliko čimbenika:

  • Varijabilnost vremena. Jasan broj sunčanih dana nepoznat je čak iu južnim područjima. Gotovo je nemoguće pouzdano predvidjeti njihov broj u sjevernim regijama.
  • Nepravilnost u dobivanju električne energije. Na primjer, u sjevernim regijama zimi kratak svjetlosni dan, tako da se mnogo reciklirane solarne energije troši na rasvjetu. Osim toga, intenzitet sunčevog zračenja u zimskom razdoblju značajno je smanjen.
  • Periodični kvarovi . Kao i svi tehnički sustavi, solarni paneli se s vremena na vrijeme mogu pokvariti zbog oštećenja pojedinih elemenata, ugovornih spojeva, zaštitnih površina itd.

Stoga o učinkovitosti možete učiti tek nakon određenog vremenskog razdoblja, barem - u godini. Možda će biti potrebno povećati broj fotoćelija ili baterija, razmotriti dodatnu izolaciju kuće, smanjiti zagrijano područje. Pretpostavimo u sjevernim dijelovima Njemačke kako bi spasili spavaće sobe često se uopće ne grije.

Održavanje instaliranih fotoćelija ne zahtijeva posebne vještine i sastoji se od redovitog čišćenja: čišćenja snijega zimi i krhotina tijekom toplog razdoblja, pranja staklene površine vodom iz crijeva

Shema instalacije kućne elektrane

Najlakši način za instaliranje solarnog generatora je kontaktiranje tvrtke koja prodaje komponente sustava i nudi usluge instalacije. Pros - profesionalni projekt s individualnim značajkama, jamstvo za sve proizvode i instalacije, minus - visoki troškovi.

Ako imate relevantno iskustvo, možete samostalno sastaviti mini-elektranu s solarnim panelima za grijanje privatne kuće.

Najučinkovitija je hibridna shema zračno-solarnog sustava, u kojoj se fotonaponske ćelije koriste za proizvodnju energije, kolektora za grijanje vode i ugrađuje se dodatni generator vjetra. Može se zamijeniti rezervnim izvorom goriva (+)

Svi dijelovi za montažu sustava grijanja prodaju se u specijaliziranim prodavaonicama.

Morate kupiti sljedeće komponente:

  • set silikonskih ili filmskih solarnih modula;
  • baterija za pohranu energije;
  • regulator punjenja, koji regulira proces punjenja i pražnjenja baterije;
  • pretvarač koji pretvara DC u AC;
  • set spojnih kabela.

Poželjno je da su baterije iste (uzimajući u obzir marku, kapacitet, pa čak i stranka) i imaju mogućnost pohranjivanja energije za 3-4 dana. Trajanje njihovog rada ovisi o temperaturi prostorije - u hladnim uvjetima brzo se ispuštaju. Ako je dnevna potrošnja 2400 Wh, baterije moraju imati ukupni kapacitet od najmanje 1000 Ah.

Prilikom korištenja akumulatora, imajte na umu da je njihova maksimalna učinkovitost 70-75% (radni vijek - 3 godine), posebni uređaji za solarne sustave imaju najbolje performanse - do 85% (radni vijek - 10 godina). Neka energija se gubi tijekom skladištenja i pretvorbe.

Kvaliteta struje koju generiraju sinusni pretvarači za solarne sustave veća je od struje iz centralizirane mreže. Karakteristika opreme je sinkronizacija naponske faze, pri kojoj se bez prekida provodi prijelaz od 12 V do 220 V u rad kućanskih električnih aparata.

Pretvarači snage - od 250 W do 6000 W i više. Izlaznu snagu možete povećati praženjem paralelnog povezivanja više uređaja. Primjerice, 3 x 3000 W = 9000 W (+)

Nakon ugradnje svih elemenata solarnog sustava, potrebno je spojiti električni spremnik koji zagrijava vodu do pretvarača, a za grijanje cjevovod do spremnika.

Sustav grijanja kolektora

Najveća učinkovitost i utjecaj mogu se postići ugradnjom kolektora umjesto solarnih modula - vanjskih instalacija u kojima se voda zagrijava sunčevim zračenjem. Takav je sustav logičniji i prirodniji jer ne zahtijeva grijanje rashladnog sredstva drugim uređajima.

Uzeti u obzir dizajn i princip rada uređaja dviju glavnih vrsta: ravnih i cjevastih.

Opcija stanovanja za samostalnu proizvodnju

Dizajn plosnatih instalacija je tako jednostavan da iskusni majstori vlastitim rukama sklapaju ručno izrađene kolege, kupujući neke dijelove u specijaliziranoj prodavaonici, a neke od improviziranih materijala.

U čeličnoj ili aluminijskoj izoliranoj ploči kanala fiksirana je toplina sunca. Najčešće je prekriven slojem crnog kroma. Na vrhu apsorbera topline zaštićen je zapečaćenim prozirnim poklopcem.

Voda se zagrijava u cijevima postavljenim zmijom i povezuje se s pločom. Voda ili antifriz ulazi u unutrašnjost kanala kroz ulaz, zagrijava se u cijevima i prelazi u izlaz - u izlaz.

Propusnost svjetla poklopca objašnjava se uporabom prozirnog materijala - jakog kaljenog stakla ili plastike (na primjer, polikarbonata). Da bi se spriječilo reflektiranje sunčevih zraka, staklena ili plastična površina je matirana (+)

Postoje dva tipa spajanja, jednocevna i dvocijevna, pri čemu nema temeljne razlike u izboru. Međutim, postoji velika razlika u načinu na koji će se rashladno sredstvo dovoditi u kolektore - gravitacijski tok ili pomoću pumpe. Prva opcija je prepoznata kao neučinkovita zbog slabe brzine kretanja vode, a prema načelu grijanja podsjeća na kontejner za ljetni tuš.

Rad druge opcije je povezan s priključkom cirkulacijske crpke, koja isporučuje rashladno sredstvo. Energetski izvor za rad opreme za pumpanje može biti solarna mreža.

Temperatura rashladnog sredstva kod zagrijavanja solarnog kolektora dostiže 45-60 ºS, maksimalni pokazatelj na izlazu je 35-40 ºS. Za poboljšanje učinkovitosti sustava grijanja zajedno s radijatorima koristite "tople podove" (+)

Cijevni kolektori - rješenje za sjeverne regije

Opći princip rada podsjeća na funkcioniranje ravnih analoga, ali s jednom razlikom - cijevi za izmjenu topline s nosačima topline nalaze se unutar staklenih tikvica. Sami cjevčice su pero, zalemljene s jedne strane i izgledaju kao perje, a koaksijalne (vakuum), umetnute jedna u drugu i zapečaćene s obje strane.

Izmjenjivači topline su također različiti:

  • sustav pretvorbe solarne energije u toplinsku toplinsku cijev;
  • konvencionalna cijev za pomicanje U-tipa rashladnog sredstva.

Drugi tip izmjenjivača topline prepoznaje se kao učinkovitiji, ali nedovoljno popularan zbog troškova popravaka: kada jedna cijev propadne, cijeli dio će se morati zamijeniti.

Cijev cijevi za grijanje nije dio cijelog segmenta, pa je možete mijenjati za 2-3 minute. Neuspjeli koaksijalni elementi se popravljaju jednostavnim uklanjanjem poklopca i zamjenom oštećenog kanala.

Shema koja objašnjava cikličku prirodu procesa grijanja unutar vakuumskih cijevi: hladna tekućina pod utjecajem sunčeve topline zagrijava se i isparava, ustupajući mjesto sljedećem dijelu hladnog rashladnog sredstva (+)

Nakon analize tehničkih karakteristika sakupljača različitih tipova i sažimanja iskustva njihovog korištenja, odlučili smo da su plosnati kolektori prikladniji za južne regije, a cjevasti za sjeverne regije. Osobito dobro uspostavljena u oštrim klimatskim instalacijama sa sustavom Toplinska cijev. Imaju kapacitet grijanja čak iu oblačnim danima i noću, "hranivši se" minimalnom količinom sunčeve svjetlosti.

Uzorak standardne sheme povezivanja solarnih kolektora s kotlovskom opremom: crpna stanica cirkulira vodu, regulator kontrolira proces grijanja

Metoda izvedbe

Obično, nakon što su eksperimentirali s malim brojem solarnih modula, vlasnici privatnih kuća idu dalje i poboljšavaju sustav na različite načine.

Najlakši način je povećati broj uključenih modula, odnosno privući dodatni prostor za njihov smještaj i kupiti snažniju povezanu opremu.

Što učiniti ako nedostaje slobodnog prostora? Evo nekoliko smjernica za povećanje učinkovitosti solarne stanice (s fotonaponskim ćelijama ili kolektorima):

  • Promijenite orijentaciju modula. Pokretni elementi u odnosu na položaj sunca. Jednostavno rečeno, instalacija glavnog dijela panela na južnoj strani. Uz dugu dnevnu svjetlost, također je optimalno koristiti površine okrenute prema istoku i zapadu.
  • Podešavanje kuta nagiba. Proizvođač obično navodi koji je kut najpoželjniji (na primjer, 45º), ali ponekad tijekom instalacije treba napraviti vlastite prilagodbe uzimajući u obzir geografsku širinu.
  • Ispravan izbor mjesta ugradnje. Krov se uklapa jer je najčešće najviša ravnina i nije zaklonjen drugim objektima (npr. Stablima vrta). No postoje još pogodnija područja - uređaji za okretanje za praćenje sunca.

Kada su elementi okomiti na sunčeve zrake, sustav radi učinkovitije, ali na stabilnoj fiksnoj površini (npr. Na krovu) to je moguće samo na kratko vrijeme. Kako bi ga povećali, izumili su praktične uređaje za praćenje.

Mehanizmi za praćenje su dinamičke platforme koje se okreću nakon sunca. Zahvaljujući njima, učinak generatora se povećava ljeti za oko 35-40%, zimi - za 10-12%

Veliki nedostatak uređaja za praćenje je njihova visoka cijena. U nekim slučajevima to se ne isplati, pa nema smisla ulagati u beskorisne mehanizme.

Procjenjuje se da je 8 panela minimalni iznos na koji će se troškovi opravdati tijekom vremena. Možete koristiti 3-4 modula, ali pod jednim uvjetom: ako su izravno, zaobilazeći baterije, priključeni su na vodenu pumpu.

Samo neki dan, Tesla Motors je najavio stvaranje novog tipa krova - s integriranim solarnim panelima. Ilon Mask je rekao da bi izmijenjeni krov bio jeftiniji od običnog krova s ugrađenim glavama ili modulima.

Zaključci i koristan video na temu

Tematski videozapisi pomoći će vam da bolje predstavite uređaj kućnih solarnih postaja i otkrijete neke tajne instalacije opreme.

Video # 1. Dostupne tehničke informacije o solarnim baterijama i regulatorima punjenja:

Video # 2. Korisno iskustvo korištenja solarnih panela u Moskvi:

Video # 3. Primjer uspješnog rada solarne stanice, potpuno samostalno sastavljen, pružajući opskrbu toplom vodom i kućno grijanje:

Kao što možete vidjeti, solarni sustav grijanja vrlo je stvarna pojava koju možete samostalno oživjeti. Područje alternativnih načina dobivanja energije stalno se razvija, možda ćete sutra čuti o novom otkriću.

Приглашаем активно комментировать материал. Высказать свое отношение к “зеленой энергетике”, поделиться опытом в устройстве системы из солнечных батарей, сообщить только вам известные тонкости вы сможете в блоке, расположенном ниже.

Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Kategorija:

Izgradnja